不知道朋友们发现没有,前几年旗舰手机大力气宣传的无线充电,近两年都没怎么提了,还出现了功率缩缸的情况,甚至前不久发布的一款手机还在发售前被刀了功率 。
今天,我们就来聊聊咱们手机的无线充电为什么会被阉割。
首先先要知道手机上的无线充电是怎么实现的。无线充电的原理很简单,可以追溯到小学二年级的物理课。大家都知道,电有磁场,磁能生电,只要切割磁感线运动就可以磁生电。
但是手机这么小的设备,转手机也不合适,转充电板也不合适。于是我们就可以把两个线圈固定,通过交流电的磁场变化来主动去切割线圈,从而产生交流电,再通过电路转化成直流电进入电池。这就是早期无线充电。通过磁场这个中间商来完成电的传输。电生磁,磁生电。发展到现在,我们已经有主流的3种充电模式:
1.电磁感应式无线充电
2.磁场共振式无线充电
3.无线电波式无线充电
而到小型智能设备上,就是磁共振的方式,和声波类似,当两个装置调整相同频率时,它们可以交换彼此的能量。但是只有装置还不行,如果有金属制品比如钥匙会怎么样呢?
金属像无数无法分开的线圈,会产生涡流而大量发热。所以发送端需要知道接收端收到了多大电流,及时调整同调,从而减少电能的浪费和危险。那么在这里就需要无线充电协议了。
现成的公有协议有Qi协议、PMA标准、A4WP标准等……目前移动设备最常用的无线充电协议就是Qi协议。这并不是一个英文,而是中国的拼音,英文读“chee”。“炁”在亚洲哲学中代表一股无形的能量。
虽然Qi协议已经在2023年11月升级到Qi2,功率大幅提高,但也只是从5W提升到15W。很多国产智能机的有线充电速度都已经普遍到了100W以上了。用15W还怎么超速呢?
所以手机品牌只能纷纷采用私有协议,比如80W、55W、25W、15W等等。但是各家为什么不能再提高无线充电功率呢?这就要说说工信部的要求-无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定。
答案就在第一条,为规范无线充电(电力传输)(以下简称无线充电)设备的使用,避免对各类依法开展的无线电业务产生有害干扰,维护空中电波秩序,促进无线充电产业高质量发展,根据《中华人民共和国无线电管理条例》,参考国际电信联盟《无线电规则》及相关建议书,制定本规定。其中画重点,有害干扰和空中电波秩序。
我们知道,同频电波会产生干扰,哪怕我们只传输0和1的波形,一旦同频就会无法分辨。工信部要求,移动、便携式无线充电设备的工作频率范围为100-148.5kHz、6765-6795kHz、13553-13567kHz频段,且额定传输功率不超过80W。
还有额外的一条,不能在射电天文台保护距离内使用。比如中国天眼,世界最大的射电望远镜,可以接受宇宙137亿光年外的信号,能够看到宇宙的边缘,周围就需要严格限制无线干扰。所以已经推出了100W快充,也只能降到80W使用,跟工信部要求的工作频率冲突的也要直接砍掉不能用。
那么无线充会干扰信号WIFI吗?不会,因为我们日常频段的频率是无线充的百倍不止。但是纵观所有的无线信号,无线充电和长波,中波,短波会有部分交叉,像海上通信,军事通讯,国际广播,飞机通信依然在使用。所以需要国家对具体的频谱频段进行分配,保证不互相影响。
目前无线充电正在越来越多的场景提升智能手的充电体验。相信通过进一步的研究和优化分配,未来的无线充电可以更加方便我们的生活。而且新的传输技术也在发展中,比如激光、微波,就像WIFI一样,手机怎么移动都能边用边充电。大家只需要让子弹再飞一会,说不定新技术很快就会落地了。
作者:超离谱 科普创作者团队
审核专家:李存璞 重庆大学化学化工学院教授